Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Плотников Р.И. Флюоресцентный рентгено-радиометрический анализ

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

24.10.2023

Размер:

10.81 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1920 / 2620 21 22 23 24 25 26 > Следующая >>>

камп H 3 /Zr, F e M и Pu 2 3 8 (а-псточник) приведены в ра боте [234J. Источник Н 3 /'П был применен для опреде ления Са и Si в иле [181].

Использование	полупроводниковых детекторов позво
л я е т суаіественно	упростить	методику анализа и уве
личить число анализируемых		элементов. Так, например,

сSi — Li-спектрометром с разрешением 0,29 кэв при

анализе	образцов	лунных горных пород с источником
Fef '5 была получена		пороговая чувствительность 5 - 10 - 4 % ,
в спектре	образца	наблюдались пики не только Са и Ті,
но и V, содержание		которого измерялось тысячными про

цента [215]. Д р у г и м примером удачного использования полупроводниковых детекторов при анализе горных по род являются результаты определения редкоземельных элементов [318]. Несмотря на довольно низкое разре шение детектора (1 кэв), применение Э В М позволило разрешить линии индивидуальных элементов и получить пороговую чувствительность 10 _ 3 % .

Портативность аппаратуры п экспрессность анализов делают особенно перспективным применение рентгенорадиометрического анализа в полевых геохимических


исследованиях, т а к		к а к обычно применяемый						оптический
спектральный	анализ		при		высоких	содержаниях					ме
обеспечивает требуемую			точность.
4. О п р о б о в а н и е		горных		п о р о д и р у д
в условиях	естественного				залегания
Рентгенораднометрический метод д л я опробования
горных пород и руд в условиях их естественного										зале
гания был впервые		применен			в 1962 г. В. А. Мейером
и В. С. Н а х а б ц е в ы м дл я				количественных			определений
т я ж е л ы х элементов		(свинца и бария) в				наземных				сква
ж и н а х [198]. С тех пор накоплен значительный									материал
по обоснованию методики и аппаратуры						рентгенорадио-
метрнческого	опробования			горных пород			и	руд		на	т я - '
ж е л ы е элементы в		условиях			естественного				залегания
[52, 370, 394—402]. Успешное применение								рентгенора-
диометрического метода			д л я		опробования		руд		т я ж е л ы х

металлов способствовало развитию этого метода и дл я

опробования пород	и	руд на содержание	относительно
легких элементов	с	атомными номерами	2 0 ^ Z ^ 3 0 .

Первые полевые работы, связанные с рентгенорадиомет-- рическим методом опробования пород и руд на элементы

с атомными номерами 2 0 ^ 2 ^ 3 0 , как в С С С Р , та к и за рубежом начаты практически одновременно в 1965— 1966 гг. [262, 403].

В аппаратурном и методическом отношении				рентгеио-
радиометрпческое		опробование	горных пород	и руд на
т я ж е л ы е	и относительно легкие элементы имеет свои
отличительные особенности.
Так,	в случае	опробования	пород и руд на	т я ж е л ы е

элементы регистрация вторичных излучений осущест вляется обычно сцинтилляционным детектором. Д л я по вышения концентрационной чувствительности и сниже ния фона рассеянного излучения при измерениях ис пользуют, ка к правило, коллимированные пучки первич ного и вторичного излучений в геометрии прямой види мости. В методическом отношении измерения проводятся в основном по способу стандарта - фона, который в ко ротковолновой области рентгеновского спектра д а е т наилучшие результаты .

Вслучае опробования пород и руд на элементы


группы	ж е л е з а	( 2 0 ^ Z ^ 3 0 )		регистрация			флюоресцен
ции ч а щ е осуществляется с помощью						пропорциональ
ных счетчиков		с использованием			геометрии			широких
расходящихся		пучков.	П р и	измерениях		н а р я д у со спо
собом	стандарта - фона		широко используется					т а к ж е и
способ	прямого отсчета		плотности		потока		флюоресцен

ции анализируемого элемента . Это связано с малой

величиной плотности потока рассеянного							излучения и
с возрастающим		влиянием		на	результаты		по способу
стандарта - фона		промежуточной			зоны	(слой	пыли, плен
ка воды, глинистая			корка	и т. п.), которое			д л я мягкого
рентгеновского излучения особо существенно.
Свинец. П р и рентгенорадиометрическом							опробовании
свинцовых и свинцово-баритовых					руд наилучшие резуль
таты	получены	при	измерениях		по	способу спектраль
ных	отношений	с	использованием			К-серия	излучения

свинца и бария . В качестве источника первичного излу


чения	обычно	используют		источники Se7 5 , С о 5 7			(122		кэв).
Мерой с о д е р ж а н и я свинца служит величина							отношения
скоростей счета			в областях		энергии 75—90			и	100—•
120 кэв [394]. Облучение				и отбор		вторичного	излучения
осуществляются,			ка к правило,		с помощью коллимацион
ных	каналов,	покрытых		слоистой		защитой	из	к а д м и я

и меди. Изменение содержания свинца на 1 % соответст вует обычно изменению спектральных отношений на де -

13* 195

сягкп	процентов. Ректгенорадпометрнческмй к а р о т а ж на
свинец	в наземных разведочных с к в а ж и н а х	широко
опробирован на ряде месторождений П р и м о р ь я ,		К а з а х
стана	и Средней Азии [52. 393—396]. Б л и з к и е	резуль

таты опробования на свинец получены и по коротко метражным с к в а ж и н а м подземного бурения с аппара

турой Р Р Ш А - 1 [52, 398]. Порог	чувствительности	метода
на свинец — первые десятые процента на интервал		опро
бования.
Относительное расхождение	в определении концент

рации свинца рентгенорадиометрическим методом с дан

ными геологического		опробования			керна не	превышает
обычно	± 2 0 % .
Развитие рентгенорадиометрического метода опробо
вания	руд т я ж е л ы х	металлов		идет	по пути	повышения
его помехоустойчивости за			счет	более тщательного учета
и устранения матричного			э ф ф е к т а ,		а т а к ж е	расшире

ния возможностей метода с целью одновременно опре делить в полиметаллических рудах все основные рудные элементы. В этом направлении большие перспективы имеют, в частности, р а з р а б о т к а и создание промышлен ных образцов полупроводниковых спектрометров. Воз можности полупроводникового спектрометра д л я а н а л и з а

на	свинец в чисто	свинцовых и свинцово-баритовых	ру
д а х	иллюстрирует	рис. 56.
	Определенный	интерес представляет т а к ж е анализ	на

тя ж е л ы е элементы по пикам вылета ксенонового счетчика

[203]. В этом случае появляется возможность одновре менного анализа по /(-излучению тяжелого элемента и сопутствующего элемента с относительно небольшим

атомным номером (например,		свинец	и цинк, в о л ь ф р а м
и медь	и т. д . ) . Возможность	анализа	т я ж е л ы х элемен
тов по	пикам вылета ксенонового счетчика п о к а з а н а на

рис. 75. По пикам вылета для /Са -излучения свинца по


лучено	разрешение			порядка	2,5—3			кэв,	что близко		к
разрешению		П П Д . П и к и с энергиями						12,6; 10,5		и 6,5	кэв
отвечают L-а		и	Lp - линиям		свинца			и	К-серии	ж е л е з а
от стенок кожуха счетчика. Пики							с	энергиями		74, 54	и
40 кэв	отвечают		соответственно				пикам		вылета (Ер		—
ЕХеКа),	(ЕРЪКь		—	ЕХеКа)	и	(ЕРЪКа		— ЕХеКа).		Повы
шение	эффективности, а т а к ж е					снижение фона				в к а н а л е

флюоресцентного излучения свинца могут быть достиг нуты за счет использования пропорциональных счетчиков повышенного давления .

Рис. 75. Вторичные спектры, полученные с источником Se7 5 и пропорциональным ксеноновым счетчиком для кварцевого песка, содержащего свинец.

Олово. П р и опробовании руд на олово обычно при меняется способ спектральных отношений и геометрия коллпмированных пучков излучений. П е р в ы е положи

тельные результаты при			к а р о т а ж е на олово		приведены
в работе [394].		Измерения проводились		с	помощью
к а р о т а ж н о г о	а н а л и з а т о р а		P P K A - I . Зондовое	устройство
р а з м е щ а л о с ь	в	выносном	блоке скважннного		снаряда,

имеющего бериллневое окно толщиной 2 мм. В качестве


источника		использован Т т 1			7 0 .	Аналитическим				парамет
ром	служило отношение скоростей							счета,	измеренных
в интервале			энергий	25—30		кэв	(область		регистрации
Ка - излученмя			олова) и 40—45 кэв				(область		регистрации
рассеянного			излучения	источника) .				Первоначально до
стигнутый		порог чувствительности						составлял		порядка
0,1%	Sn.	Чувствительность			Р Р К		в	дальнейшем была
существенно			увеличена	при	использовании				д л я возбуж
дения вторичного излучения					Т т 1 7 0 от самариевой					мишени.

В последнее время в результате разработки новых мето

дических

приемов

по устранению влияния состава

вме

щ а ю щ и х пород и использования

д л я

возбуждения

источника

A m 2 4 1

достигнут

порог

чувствительности в

первые

сотые

процента

олова.

Метод

широко

внедрен

на оловорудных

месторождениях

П р и м о р ь я

Д а л ь

него Востока. Близкие результаты

рентгенорадиометри

ческого

к а р о т а ж а

получены

на

Улахан - Эгеляхском

оловорудном

месторождении

Якутии. Н а

указанном ме

сторождении с помощью

Р Р К уверенно

выделяются

зоны

с содержанием Sn 0,2—0,3% [370].

Сурьма . Пр и опробовании

на сурьму

нспытывалась

методика по способу спектральных отношений в гео метрии широких расходящихся пучков излучений с источником B a S 3 5 0 4 активностью 200—300 мкюри [395]. Аналитическим параметром с л у ж и л о отношение скоро стей счета, регистрируемых в д и а п а з о н е энергий 25—30 и 45—50 кэв. Положительные результаты при опробо вании стенок горных выработок получены и при инте гральных измерениях с использованием сцинтилляцион-


ного детектора [кристалл	N a l / T l	р а з м е р о м 30X10			мм
и ФЭУ-35] в сочетании с	дифференциальными			фильт
рами [399]. Эти измерения выгодно отличаются				боль
шой п л о щ а д ь ю обучения	(до 50	см2	при измерениях		на
стенках горных выработок	и по всей окружности			стенки
с к в а ж и н ы при к а р о т а ж е ) ,	хорошей		воспроизводимостью
результатов измерений и небольшой			активностью	исполь-

з уемых источников излучения. Порог чувствительности метода на сурьму составил порядка ОД—0,2%.

Медные и полиметаллические руды. Первые положи тельные результаты по рентгенорадиометрическому опробованию медных и полиметаллических руд полу чены в 1966—1967 гг. Так, при опробовании на медь на


месторождении Коппербелти в З а м б и и				для	однотипных
руд погрешность		определения меди		составила		0,3%
[403]. Д л я	разнотипных руд		отмечен	ярко	выраженный
матричный	эффект	за счет	примесей	ж е л е з а и		бария.

При измерениях использован кольцевой тритий-цирко ниевый источник активностью до 15 кюри и сцинтилляционный счетчик с дифференциальными никелевыми и кобальтовым фильтрами .

Близкие результаты при использовании номографи

ческого способа учета матричного эффекта получены	д л я
месторождений медных руд Н и ж н е й Силезии [269].	\

Получены положительные результаты при опробова нии на иинк стенок горных выработок одного из поли металлических месторождений К а з а х с т а н а [273, 276]. При измерениях использовался источник H 3 /Zr и сцинтилляциоиный счетчик с дифференциальными фильтрами . Влияние Fe, присутствующего в рудах, учитывалось через уравнения связи. Достигнутый порог чувствитель ности — первые десятые доли процента Zn.-

Возможности рентгенорадиомегрического метода для опробования полиметаллических руд более подробно

рассмотрим на	примере анализа	руд	Д ж е з к а з г а н с к о г о
месторождения	[194, 271]. Один	из	применяемых ва

риантов методики предусматривает измерения по спо собу стандарта - фона при использовании в качестве

источника	первичных лучей изотопа		Cd 1 0 9 , а в	качестве
детектора — ксенонового		пропорционального		счетчика.
Известен	т а к ж е вариант	методики	основан	на изме

рениях по способу дифференциальных фильтров с источ ником IT3 /Zr и сцинтилляционным детектором. В первом варианте относительно просто устраняется влияние на результаты определения меди переменных концентраций таких элементов, как железо, кальций и сера, присут ствующих в сложных халькозин - халькопиритовых рудах. Однако при данной методике измерений получены зна чительные погрешности при анализе медно-цинко-свинцо- вых руд. Второй вариант методики основан на номогра фическом учете матричного эффекта . При этом исполь-

зуют источник H 3 /Zr

сцпнтплляционный

счетчик

дифференциальными

фильтрами . Д л я

выделения

флюо

ресценции

меди

цинка

применены

соответственно

д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы е

фильтры

никель — кобальт

медь — ни

кель.

Н о м о г р а м м ы ,

д л я

ана

лиза

медно-цинковых

руд,

представлены на рис. 43.

Ч у в

ствительность

а н а л и з а

на

медь

д л я различных методик изме

рений

различных

конструк

ций зоидового

устройства

раз

лична

(рис.

76).

Н а и б о л ь ш е й

чувствительностью

характери

зуется

способ

стандарта - фона

источником

C d ' 0 9 .

этом

случае

можно

уменьшить

так

ж е

влияние

величины

воздуш

ного зазора между датчиком и

средой,

что

является

необхо

Рис.

76. Относительная

чув

д и м ы м условием при

а н а л и з е

пород

руд

условиях

есте

ствительность

на

медь

раз

ственного

залегания .

случаи

личных вариантов

рентгено-

радиометрического

метода:

применения

источника

IT3 /Zr

1 — способ стандарта-фона

ис

влияние

переменного

воздуш

точником Cd1 0 9 .

счетчик — про

порциональный,

ксеноновын; 2 —

ного з а з о р а

легче

устранить

то же. счетчик сцинтнлляцнон-

ныЯ:

3 — измерение

плотности

помощью

двойных

зондов.

потока в канале меди, источник

На

рис.

[194]

приведень

Cd'0 9 . счетчик

ксеноновын; •( —

измерение с дифференциальны

результаты

а н а л и з а

на

медь

ми фильтрами, источник Cd , M ,

детектор сцпнтплляционный;

5—

скальных

о б р а з ц а х

халько -

то

же. источник

H3 /Zr.

знновых

халькопиритовых

руд Д ж е з к а з г а н а

при

измере

ниях по способу стандарта - фона

с источником

C d 1 0 9 . От

мечается х о р о ш а я корреляция данных

рентгеиорадио-

метрического опробования и химического анализа

проб

независимо от типа руд. Погрешность

определения

меди

в рудах Д ж е з к а з г а н а ,

не

с о д е р ж а щ и х

заметных

коли

честв цинка, составляет около 0,1% Си. Близкие

резуль

таты получены и при опробовании

керна

с к в а ж и н

на

содержание меди и свинца [445]. Измерения

проводились

по линиям СиКа

(8—8,5 кэв)

PbLp

(10,5—13

кэв).

П р и м е р о м успешного комплексного

рентгенорадио-

метрического опробования

свинцово-цинковых

руд

с к в а ж и н а х

могут с л у ж и т ь

результаты,

полученные

на

полиметаллических месторождениях Центрального Ка захстана и П р и м о р ь я [393]. Одновременное определение цинка (по /(-серии) и свинца (по L-серии) осуществля лось выбором рабочих энергетических областей вторич

ного

спектра. Н а

рис. 78, а

приведен

вторичный

спектр

излучения

от

источника

C d 1 0 9 , полученный

сква

ж и н е

д л я

РЬ — Zn — Fe - opy -

деиения с

ксеноновым

про

порциональным

счетчиком.

Д л я

уменьшения

взаимного

влияния

элементов

ком

плексных руд на интенсив

ность

регистрируемых

ана

литических

ЛИНИЙ

Fe/Ca,

Zn Ка

и РЬ

при

измерениях

выбраны

следующие

рабо

чие

каналы .

Пр и

определе

20 Си,%

нии

цинка

(Zn Ка ~ 8,5

кэв)

Рис.

77.

Результаты

рентгено-

д л я

уменьшения

влияния

ж е л е з а и свинца

аналитиче

радиометрического

анализа на

медь в образцах

халькозиновых

ским

параметром

с л у ж и л о

халькопиритовых

руд

Джез

отношение скоростей счета, казгана. Счетчик

пропорцио

регистрируемых

областях

нальный.

энергий 9—10 и

15—16

кэв.

область 9—10 кэв

характеристическое излучение

желе

за

практически

не попадает, а влияние

свинца устраняет

ся

за счет

использования

качестве стандарта

рассеян

ного

излучения

в области

кэв,

в которую

частично по

падает излучение

свинца. Пр и определении

свинца

ана

литическим п а р а м е т р о м служит отношение

скоростей

счета

в областях

11,5—14

18—20,5 кэв,

соответствую

щих

по энергиям

Lp-линии

свинца

однократно

рассе

янному излучению

источника

C d 1 0 9 .

Д и а г р а м м ы

Р Р К , по

лученные по одной из скважин на

месторождении П р и

морья, приведены

на

рис. 78, б.

С к в а ж и н а

диаметром

59 мм была

заполнена

водой. В качестве анализирующей

аппаратуры

использован

прибор

Р Р К А - 1 .

Получено хо

рошее

совпадение

данных

Р Р К и

химических

анализов

на РЬ и Zn. Небольшое смещение

интервалов

опробова

ния

связывается с

погрешностями

бурения.

Таким

образом,

использование

метода

стандарта -

фона позволяет существенно повысить точность опреде ления меди в некоторых типах руд и свинца в сложных

0	it 8	12	Іп/.	О «•	8	12	Рв,%	2,0	%0	6,0НІ /НІ	0,25 0,375Hj/Hs
т	і і і і	і і	і і	—і м	м	м	п	-~і	г	і	Ч—-^і—г-г—

Рис. 78.	Результаты рентгенораднометрического			каротажа на свинец и цинк	[393]:	1,
а — вторичный спектр	в скважнне для Pb-Zn-Fe-оруденення; б — диаграммы рентгенораднометрического каротажа;					1,
керновое опробование	на	Zn и РЬ; З,	диаграммы РРК на цинк по К-серіш и свинец по L-серии; о -		алевролит;	б -
чаник-		7 —известняк;	в —диоритовый порфирит;	9 — галеннто-сфалеритовая руда.

медно-свинцовых рудах. Однако применение этой мето дики д л я анализа медно-свинцово-цинковых руд встре чает большие трудности из-за взаимного влияния эле ментов и наложения их аналитических линий. Эти трудности могут быть преодолены при использовании полупроводниковых детекторов.

Черные металлы . Р е з у л ь т а т ы рентгенорадиометрического опробования руд черных металлов (Fe, Мп, Сг) приведены в работах [67, 113, 262, 266, 391, 403]. Д л я возбуждения флюоресценции черных металлов ч а щ е применяется источник H 3 /Zr . В качестве детектора обычно служит пропорциональный счетчик, ко возможно применение сцпитилляционного счетчика в сочетании с дифференциальными фильтрами Росса.

Так, при опробовании бокситозых руд Гвианы и об разцов керна железорудных месторождений Англии зон дом, с о д е р ж а щ и м кольцевой тритий-циркониевый источ ник активностью ~ 15 кюри и сцинтилляциоиный счетчик

сдифференциальными фильтрами ( м а р г а н е ц — - х р о м ) ,

получена

погрешность

определения ж е л е з а

порядка

± 2 , 3 %

[403].

Л у ч ш а я точность

достигнута при

опробовании

стенок

горных

выработок

Кривого

Рога и

Никополя

на

содер

ж а н и е

Мп.

З о н д с о д е р ж а л

источники

H 3 / Z r

Р т ш

отпаянный

пропорциональный

счетчик

[113,

262].

Совместное

использование

д л я

возбуждения

y - ( H 3 / Z r )

и | 3 - ( Р т ш

виде

Б И П - 1 0 )

источников в

двой

ных зондах позволило получить линейный

аналитический

график и уменьшить влияние на

результаты

анализа

изменения расстояния до исследуемой поверхности.

Н а

рис. 79. приведены

результаты опробования с

прибором

Б Р А - 6

стенки

подземной

горной

выработки

Кривого

Рога и борта Богдановского карьера Никопольского бас

сейна. П р и опробовании	на ж е л е з о	влияния	кальция,
содержание которого в	железных	рудах в	отдельных

случаях могло достигать нескольких процентов, устра

нялось за	счет измерений по способу			Родса (регистрация
определенной		доли	флюоресценции	кальция	в к а н а л е
ж е л е з а ) .	Рис.	79, а	иллюстрирует	пример	выделения

зоны богатых мартитовых руд мощностью до 30 м.

Среднее расхождение данных		рентгенофлюоресцентного
и бороздового способов опробования составило 0,5%				Fe
(56,1% по	данным бороздового	опробования и	56,6%	—
по данным	рентгенорадиометрического м е т о д а ) .		Н а	ис-

<<< < Предыдущая 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1920 / 2620 21 22 23 24 25 26 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ

#
20.10.20238.28 Mб7Пластическое деформирование металлов [сборник статей]..pdf
#
29.10.20233.63 Mб11Пластмассы заменяют металлы..pdf
#
25.10.202314.53 Mб5Платонов В.И. Экономические проблемы технического прогресса в хлопководстве.pdf
#
29.10.20233.44 Mб9Плиско В.А. Электронные машины в военном деле.pdf
#
24.10.202311.48 Mб13Плотников Л.А. Огнеупоры в черной металлургии учеб. пособие для учащихся техникумов.pdf
#
24.10.202310.81 Mб8Плотников Р.И. Флюоресцентный рентгено-радиометрический анализ.pdf
#
20.10.20238.04 Mб4Победря, Б. Е. Лекции по тензорному анализу учебное пособие.pdf
#
23.10.20238.32 Mб8Повилейко Р.П. Архитектура машины. Художественное конструирование. Проблемы и практика.pdf
#
25.10.202317.67 Mб26Повх И.Л. Аэродинамический эксперимент в машиностроении.pdf
#
21.10.202310.04 Mб14Повх, И. Л. Магнитная гидродинамика в металлургии.pdf
#
21.10.20238.94 Mб9Повышение несущей способности механического привода..pdf